ФИЦ ИВТ получил грант на создание метамодели распространения коронавирусной инфекции для использования органами власти

«Разработка мультимасштабной иммуно-эпидемиологической математической модели COVID-19 с учетом воздействия на экономику региона и сценариев действия органов власти» — такое название получил проект Федерального исследовательского центра информационных и вычислительных технологий (ФИЦ ИВТ). Эта модель будет построена в рамках исследования фундаментальных проблем возникновения и распространения коронавирусных эпидемий. В основе разработки – методы системного анализа и математического моделирования в прогнозировании распространения вирусных эпидемий, оценке последствий и минимизации причиненного ими ущерба с учетом экономико-демографических и социально-психологических характеристик, специфичных для отдельного региона или большого муниципалитета.

«В рамках проекта будет разработана специализированная предиктивная система построения и анализа мультимасштабных иммуноэпидемиологических моделей инфекционных заболеваний, – пояснил первый заместитель директора ФИЦ ИВТ кандидат физико-математических наук Андрей Васильевич Юрченко. – Основой для нее станет отечественная платформа BioUML, развиваемая Центром совместно с нашим партнером — компанией “Биософт” — и предназначенная изначально для моделирования широкого круга биологических систем и анализа биомедицинских данных. По ряду параметров платформа BioUML является лучшей в мире и единственной на настоящий момент, на 100% соответствующей стандарту SBML (Systems Biology Markup Language)».

По словам ученого, в состав разрабатываемой платформы будет входить библиотека подмоделей, используя которую, пользователь сможет собирать как из конструктора сложные мультимасштабные модели путем комбинирования подмоделей различных уровней (модель распространения, модель иммунного ответа, модель действий органов власти и т.д.), как в рамках готовых шаблонов, так и настраивая при необходимости значения параметров для конкретного инфекционного заболевания или региона.

Для работы пользователей из органов власти будет разработан специальный веб-интерфейс, обеспечивающий:

— Создание личного кабинета для специалиста (сотрудника органов власти);

— Учет основных параметров: численность населения, данные о количестве заболевших, вылечившихся, умерших, количестве проведенных тестирований и т.п.;

— Оценку эффективности принятых и планируемых к реализации мер (ограничение массовых мероприятий, самоизоляция, тестирование, вакцинация и т.п.), в том числе с учетом социальной напряженности и экономической целесообразности;

— Идентификацию параметров модели на основе введенных данных;

— Построение прогнозов, сравнение их друг с другом, ретроспективное сравнение прогнозов и текущей ситуации и т.п.

Размер гранта составляет 6 миллионов рублей, срок его исполнения – 2 года.

По материалам пресс-службы ФИЦ ИВТ

Фото из открытых источников

В Академгородке создают мультимасштабную модель для принятия эпидемиологических решений

«Сегодня многие научные группы по всему миру занимаются моделированием процессов, связанных с COVID-19. Эти модели описывают не только распространение вируса, но и то, что происходит внутри организма, а также влияние пандемии на экономические процессы. Наша идея в том, что нужно максимально совместить все эти задачи, свести их в одну метамодель, которая помогала бы людям, принимающим решения. Подсказывала, какие меры нужно вводить, чтобы сократить распространение вируса, улучшить экономическую ситуацию и как минимум снизить те негативные последствия, которые мы сейчас наблюдаем, — говорит первый заместитель директора ФИЦ информационных и вычислительных технологий СО РАН кандидат физико-математических наук Андрей Васильевич Юрченко. — В этой мультимасштабной модели мы планируем реализовать модели взаимодействия вируса и клетки, распространения вирусов в организме, иммунного ответа, популяционную агентную модель (она будет показывать, как вирус ведет себя в популяции), модели вакцинации, мутации вируса и распространения разных его вариантов, модель оценки воздействия на экономику региона и модель сценариев действия органов власти». 
 

Андрей Юрченко

 
Задача ученых ФИЦ ИВТ СО РАН — сделать инструмент, на котором можно будет разворачивать другие модели и использовать их для анализа и прогноза. Для этого исследователи воспользовались платформой BioUML, разработанной компанией «Биософт» и предназначенной для моделирования различных биологических процессов. Сотрудники ФИЦ ИВТ СО РАН достраивают ее до платформы специально под коронавирусную инфекцию. Сейчас на основе этой платформы ученые осуществляют анализ существующих моделей распространения и смертности и строят свою модель. 
 
Для реализации задумки такого масштаба требуются немалые ресурсы, специалисты подали заявку на грант РФФИ, созданный специально для исследований и разработок по COVID-19, и ведут переговоры с представителями профильных министерств. Ученые подчеркивают, что точность прогнозов будет сильно зависеть от точности предоставленной статистики. «Мы можем точно сказать: если статистические данные будут неверны, то корректный и адекватный прогноз получить фактически нельзя. Это означает, что можно принять решения, которые приведут только к ухудшению ситуации», — отмечает Андрей Юрченко.
 
Несмотря на то, что многие функции мультимасштабной модели уже действуют, она находится в процессе разработки. Необходимо убедиться в том, что эта модель действительно адекватно описывает реальность. «По имеющимся у нас данным, первая волна распространения коронавируса уже идет на спад. Мы надеемся успеть ее доработать ко второй, которую прогнозирует ВОЗ», — говорит Андрей Юрченко. 
 
«Наука в Сибири»